复旦大学余学斌课题组–低温化学合成石墨烯上的介孔铝纳米颗粒用于高性能锂离子电池
在低温下可控地合成Al纳米结构仍然是将其应用扩展到新兴领域（例如储能）的巨大挑战。本文中，我们报道了在低至190℃的温度下使用无毒的Mg纳米颗粒（NPs）和熔融的AlCl3在石墨烯上绿色可控的化学合成无孔Al纳米颗粒（mp-Al@G）的方法。此外，副产物（MgCl2）的去除导致Al NPs内部形成中孔，这些中孔均匀分布在石墨烯上。当用作锂离子电池的负极材料时，该复合材料具有高可逆容量和长循环寿命。当与LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2阴极耦合时，全电池能以1C的速率提供455 Wh/kg的能量密度，这证明了其在高能锂离子电池中的潜在应用。这些发现将引发更多关于将Al开发为高性能储能材料的研究。
Figure 1. （a）mpAl@G的化学合成示意图；（b）Mg@G的SEM、TEM和HRTEM图像；mp-Al@G的（c）SEM、（d）代表性扫描TEM（STEM）图像和相应的元素映射、以及（e）TEM图像，插图显示更高的放大倍率。
Figure 2. mp-Al@G、BM Al–G和参比Al NPs的电化学性质：（a）mp-Al@G的循环伏安图；（b）前两个放电-充电曲线为0.2 A/g，插图显示了BM Al-G和Al NPs在电压平稳之前的骤降;（c）0.2 A/g时的循环性能和库伦效率;（d）倍率性能；（e）2 A/g时的循环性能和库仑效率。
Figure 3. （a）mp-Al@G电极可逆锂存储过程的示意图；各种状态下mp-Al@G电极的SEM图像和相应的元素映射：（b1和b2）初始状态，（c1和c2）在0.2 A/g下100次循环后和（d1和d2）在0.5 A/g下100次循环后。
igure 4. （a）使用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2作为阴极的全电池中mp-Al@G电极的示意图；（b）LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2在0.2C半电池中的电压曲线；（c）mpAl@G//NCM在0.2C时的电压曲线；（d）由三个mpAl@G//NCM满电池点亮的29个红色LED的数字图像；（e）评估全电池的性能；（f）mp-Al@G//NCM的高循环性能。
相关研究成果于2019年由复旦大学余学斌课题组，发表在J. Mater. Chem. A（DOI: 10.1039/c9ta02444a）上。原文：Low-temperature electroless synthesis of mesoporous aluminum nanoparticles on graphene for high-performance lithium-ion batteries。
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